Padėka
Šis darbas buvo atliktas farmacinės chemijos ir farmakognozijos katedroje, Kauno Medicinos universitete 2005 – 2007 metais. Dalis darbo buvo atlikta mikrobiologijos katedroje, Kauno Medicinos universitete.
Norėčiau padėkoti farmacinės chemijos ir farmakognozijos katedros vedėjui profesoriui Valdimarui Januliui už suteiktą galimybę bei sąlygas atlikti šį tiriamąjį darbą bei įgyti mokslinės analizės įgūdžių.
Nuoširdžiausia mano padėka darbo vadovei docentei Audronei Dagilytei, farmacinės chemijos ir farmakognozijos katedros dėstytojai, už padrąsinimus, ypač geras idėjas, nenuilstamą pagalbą darbo metu bei optimizmą, kuris dar labiau vedė prie užsibrėžtų tikslų.
Taip pat esu labai dėkinga mikrobiologijos katedros dėstytojai Rasai Grigaitei už pagalbą atliekant mikrobiologinius tyrimus, nurodant geriausius analizės kelius.
Mano padėka skirta ir daktarui Valdui Jakštui, farmacinės chemijos ir farmakognozijos katedros dėstytojui, už pagalbą atliekant didelio slėgio skysčių chromatografinius tyrimus.
Užbaigiant, norėčiau padėkoti visiems žmonėms, kurie prisidėjo ir palengvino mano darbą.
Ačiū.
Vaida Eigirdaitė
Turinys
1. Sutrumpinimai 7
2. Įvadas 8
3. Literatūros apţvalga 10
3.1 Tiriamų Potentilla genties augalų apţvalga 10
3.1.1 Ţąsinė sidabraţolė – Potentilla anserina L. 10
3.1.2 Miškinė sidabraţolė – Potentilla erecta L. 11
3.1.3 Krūminė sidabraţolė – Potentilla fruticosa L. 12
3.1.4 Biologiškai veikliosios medţiagos tiriamuose Potentilla genties augaluose ir jų kiekio kitimas augalų vegetacijos metu
12
3.1.5 Tirtų Potentilla genties augalų poveikis ţmogaus organizmui 13 3.2 Pagrindinių tiriamų Potentilla genties augalų veikliųjų medţiagų charakteristika 16
3.2.1 Raugai (taninai) 16
3.2.1.1 Raugų klasifikacija 17
3.2.1.2 Raugų struktūra 18
3.2.1.2.1 Hidrolizuotų raugų struktūra 18
3.2.1.2.2 Kondensuotų raugų (proantocianidinų) struktūra 19
3.2.1.3 Fiziko-cheminės taninų savybės 21
3.2.1.4 Medicininės ir biologinės taninų panaudojimo galimybės 21
3.2.2 Flavonoidai 21
3.2.2.1 Flavonoidų klasifikacija ir struktūros ypatybės 22
3.2.2.2 Fiziko-cheminės flavonoidų savybės 26
3.2.2.3 Flavonoidų panaudojiimo medicinoje galimybės 27
3.3 Aktioksidacinis aktyvumas 28
3.4 Mikroorganizmai ir augalinių ţaliavų antimikrobinis poveikis 29
4. Tyrimų objektai ir metodai 34
4.1 Ţaliava 34
4.2 Nuodţiūvio nustatymas augalinėse ţaliavose 36
4.3 Veikliųjų medţiagų ekstrakcijos būdai bei metodai 36
4.4 Raugų fitocheminė analizė 38
4.4.1 Kokybinė raugų analizė 38
4.4.2 Raugų kiekio nustatymas vaistinėse augalinėse ţaliavose 39
4.5 Flavonoidų fitocheminė analizė 39
4.5.1 Kokybinė flavonoidų analizė 40
4.5.2 Kiekybinis flavonoidų nustatymas spektrofotometrijos metodu 41 4.5.3 Kokybinis ir kiekybinis flavonoidų nustatymas efektyviosios skysčių
chromatografijos (ESC) metodu
41
4.6 Antioksidacinio tyrimo metodika 42
4.7 Antimikrobinis tyrimas 43
5. Tyrimų eiga ir rezultatai 44
5.1 Raugų analizės ypatumai ir rezultatai 44
5.1.1 Kokybinės analizės išdavos 44
5.1.2 Raugų kiekybinis įvertinimas ir šių medţiagų kiekio priklausomybė nuo tiriamų Potentilla genties augalų vegetacijos periodo
45
5.2 Flavonoidų analizės ypatumai ir rezultatai 50
5.2.1 Kokybinės analizės išdavos 50
5.2.2 Flavonoidų spektrofotometrinės analizės sąlygų parinkimas bei šių junginių kiekybinis įvertinimas
50
5.2.3 Kokybinis ir kiekybinis flavonoidų nustatymas efektyviosios skysčių chromatografijos (ESC) metodu
56
5.3 Spektrofotometrinis antioksidacinio aktyvumo tyrimas ir įvertinimas 59 5.4 Tiriamų augalinių ţaliavų antimikrobinio poveikio įvertinimas 61
6. Rezultatų aptarimas 65
7. Darbo išvados 70
8. Literatūros sąrašas 72
9. Priedai 77
9.1 Ţaliavos rinkimo ţemėlapis 77
9.2 Tirtų Potentilla genties augalų ţaliavos nuodţiūvio suvestinė 78
9.3 Tyrimo rezultatų duomenų suvestinės 79
9.4 Chromatogramos (flavonoidų analizė ESC metodu) 83
Raktažodžiai: sidabražoliniai, Potentilla fruticosa, Potentilla anserina, Potentilla erecta, raugai, flavonoidai, antioksidacinis aktyvumas, antimikrobinis poveikis, Staphylococcus aureus, Proteus mirabilis, Bacillus cereus, Candida albicans, spektrofotometrija, chromatografija.
Santrauka. Fitoterapija (gr. phyton – augalas, therapeia – gydymas) – tai ligų profilaktika ir gydymas, vartojant augalų dalis ar jų preparatus. Nuo seno lietuvių liaudies medicinoje gerai ţinomi sidabraţolinių (Potentilla) genties augalai. Lietuvoje auga 17 Potentilla genties augalų rūšių, kai kurios iš jų kultūrinės.
Šio darbo tikslas yra atlikti biologiškai veiklių medţiagų – flavonoidų ir raugų – išskyrimą iš Potentilla genties augalų (Potentilla anserina L., Potentilla erecta L., Potentilla fruticosa L.) nustatyti veikliųjų medţiagų kiekio kitimus skirtingu augalų vegetacijos metu (birţelio – rugsėjo mėnesiais) ir atlikti šių augalinių ţaliavų antioksidacinio bei antimikrobinio poveikio tyrimus.
Tyrimo medžiaga ir metodai. Tyrime naudota Potentilla genties augalinė ţaliava surinkta Šiaulių rajone, Gruzdţių miške (P.anserina ţolė, P.erecta šakniastiebiai ir ţolė) bei Šiaulių universiteto botanikos sode (P.fruticosa ţolė). Permanganatometrinio titravimo metodu buvo nustatytas rauginių medţiagų kiekis tirtuose Potentilla genties augalinėse ţaliavose. Naudojant parūgštintą vandenilio chlorido rūgštimi 70% etanolį ir 70% etanolį spektrofotometriniu ir efektyviosios skysčių chromatografijos (ESC) metodu buvo nustatyti bendri flavonoidų kiekiai tirtose augalinėse ţaliavose.
Antioksidaciniam aktyvumui įvertinti buvo taikomas fotometrinis 2,2-difenil-1-pikrilhidrazilo (DPPH ) laisvojo radikalo sujungimo metodas. Antimikrobinis poveikis įvertintas atliekant tyrimus su triptozės sojos agare 24 val. 35 – 37oC temperatūroje kultivuotais mikroorganizmais.
Rezultatai. Tirtuose Potentilla genties augaluose nustatyta nuo 3,98% iki 18,03% rauginių medţiagų. Daugiausiai raugų kaupia P.erecta šakniastiebiai (apie 18,03%). Visose keturiose tirtose augalinėse ţaliavose nustatyti skirtingi suminio flavonoidų kiekio (nuo 0,024% iki 0,739%) bei skirtingi atskirų flavonoidų (hiperozido, rutino, kemferolio) kiekiai. Aktyviausiu antioksidaciniu poveikiu pasiţymėjo P.anserina ţolė (94,93%), o stipriausias antimikrobinis poveikis būdingas P.erecta šakniastiebiams (~ 67,19%). Tirti Potentilla genties augalai labiausiai veikė B.cereus ir S.aureus mikroorganizmus.
Išvados. Lietuvoje natūraliai augančių P.anserina ir P.erecta bei introdukuotų P.fruticosa augalų atitinkamos anatominės dalys gali būti naudojamos ruošti kokybiškoms vaistinės augalinės ţaliavos paruošoms, kurios būtų vartojamos kaip kompleksinės sutraukiančios, antioksidacinės ir antimikrobinės priemonės. Ţydėjimo metu ţolėse nusatyti didţiausi flavonoidų kiekiai, o kaip raugus kaupiančią ţaliavą patartina vartoti P.erecta šakniastiebius.
1. SUTRUMPINIMAI
DHHDP – dehidroheksahidroksidifenilinė rūgštis DPPH• – 2,2-difenil-1-pikrilhidrazilo laisvasis radikalas ESC – efektyvioji skysčių chromatografija
EtOH – etanolis
HHDP – heksahidroksidifenilinė rūgštis TFA – trifluoracetinė rūgštis
UDP-gliukozė – uridin-difosfato-gliukozė
Vid.±SD – vidutinis kiekis su standartiniu nuokrypiu
2. ĮVADAS
Fitoterapija (gr. phyton – augalas, therapeia – gydymas) – tai ligų profilaktika ir gydymas, vartojant augalų dalis ar jų preparatus. [40] Ji vystėsi tūkstančius metų ir turi pačią seniausią gydymo patirtį. Tai speciali terapijos kryptis, kuri šiandien, be perduodamų iš kartos į kartą sukauptų ţinių, remiasi ir moksliniais vertinimo kriterijais. Laikai, kai gydymas augalais buvo ezoterinis, jau praėjo.
Šiandien moksliškai įrodyta, kad negalavimus gydo augaluose kaupiamos veikliosios medţiagos, tam tikri cheminiai junginiai: alkaloidai, glikozidai, vitaminai, mineralinės medţiagos ir kt. Preparatų ruošimui naudojamos tos augalo dalys, kuriose šių medţiagų yra daugiausia. Taip pat tik tinkamai surinktoje ir paruoštoje vaistinėje ţaliavoje biologiškai aktyvių medţiagų išlieka pakankamai daug.
[53]
Dabartiniu metu vaistiniams augalams ir preparatams iš augalinės ţaliavos skiriamas didelis dėmesys. Europos Sąjungos parlamento rengiamame įstatyme augalai ir augaliniai vaistai laikomi lygiaverčiais su cheminiais vaistais. Tai lemia ir fitopreparatų populiarumo didėjimas. Prancūzijoje ir Vokietijoje augaliniai vaistai uţima 50% rinkos. Jie turi paklausą ir tarp Didţiosios Britanijos, Ispanijos, Italijos gyventojų. Pastaraisiais metais Lietuvoje registruoti augalinės ir gyvulinės kilmės vaistai bei medicininės paskirties preparatai sudaro virš 7% visų registruotų vaistų. [1]
Tačiau vis dar yra ţmonių, kurie ir šiandien galvoja, kad gydymas augaliniais vaistais teprilygsta placebo efektui. Toks priekaištas nėra teisingas, nes augaliniams vaistams (ne augaliniams maisto papildams), parduodamiems vaistinėse, taikomi tokie patys reikalavimai kaip ir cheminiams – sintetiniams preparatams. Jie turi atitikti vaisto sudėties reikalavimus dėl kokybės, veiksmingumo ir saugumo. O gydymui turi būti renkamiesi tie vaistai, kurių nauda sveikatai bus didesnė nei galima ţalos rizika. Šiuo atţvilgiu, augaliniai vaistai daţnai pranašesni uţ sintetinius. Tik augalinių vaistų poveikiui pasireikšti daţnai reikia ilgesnio laiko tarpo. [54] Todėl šiandieninei fitoterapijai labai svarbu atskleisti kuo daugiau gydomųjų vaistinių augalų savybių.
Nuo seno lietuvių liaudies medicinoje gerai ţinomi sidabraţolinių (Potentilla) genties augalai.
Tai erškėtinių (Rosaceae) šeimos gentis, kurios pavadinimas kildinamas iš lotyniško ţodţio potentia – galybė (mat, šios genties augalai turi daug gydomųjų savybių). Tai nepaprastai polimorfinė gentis, turinti daugiau kaip 500 augalų rūšių. Atskiros rūšys lengvai tarpusavyje kryţminasi ir atsiranda hibridai. O tai dar labiau apsunkina genties sistematiką. Lietuvoje auga 17 Potentilla genties augalų rūšių (Potentilla anserina L. – Ţąsinė sidabraţolė, Potentilla erecta L. – Miškinė sidabraţolė ir kt.), kai kurios iš jų kultūrinės (Potentilla fruticosa L. – Krūminė sidabraţolė). [51]
Fitoterapijoje sidabraţolių gentis apibūdinama kaip sutraukiančių, viduriavimą ir kraujavimą stabdančių savybių turintys augalai. Taip pat jie gerina skrandţio veiklą, slopina uţdegimą, todėl vartojami nuo virškinimo trakto (enterito, enterokolito, dispepsijos) ir burnos ertmės (stomatito) uţdegimo, skrandţio ir dvylikapirštės ţarnos opų. Slopina premenstruacinius negalavimus, menstruacijų metu – spazmus. Išoriškai Pottentila genties augalai liaudies medicinoje buvo vartojami nudegimų, egzemų gydymui bei nušalimų ar suskeldėjusios rankų, kojų odos atvejais. Taip pat šios genties augalų milteliai ar jų tinktūros, uţdėti ant skausmingos vietos, gali sukelti analgetinį poveikį.
Dėl sutraukiančių, uţdegimą maţinančių savybių sidabraţolės vartojamos ir kosmetikos pramonėje:
jos įeina į odą valančius, raudonį ir sudirgimą maţinančius losjonus, kremus. Minimi ir tokie faktai, kad ţąsinė sidabraţolė buvo vartojama kaip į antibiotikus ar antivirusinius preparatus panaši priemonė, nes pasiţymi antimikrobinėmis, virusų dauginimąsi slopinančiomis savybėmis. Šie augalai taip pat turi ir imuninę sistemą stimuliuojančių savybių. [7, 12, 35, 41, 55, 59, 62, 66]
Kai kurie Potentilla genties augalai buvo vartojami ir onkologinių ligų atvejais. Ši terapija nepajėgia išgydyti vėţio, bet minima nemaţai atvejų, kai jie prailgino ligonio gyvenimą, neleisdami didėti jo organizme susiformavusiam piktybiniam augliui. Sergant onkologinėmis ligomis nuo seno vartojamos ţąsinė ir miškinė sidabraţolės. [35, 57, 60]
Potentilla genties augalai tokiomis farmakologinėmis savybėmis pasiţymi dėl juose gausiai sukauptų cheminių junginių: polifenolinių, flavonoidų, poliprenolių, fenolkarboninių rūgščių, procianidinų, raugų, chlorofilų, karotinoidų, vitamino C, dervų, eterinio aliejaus, mineralinių medţiagų, karčiųjų glikozidų, lipų ir kitų medţiagų. [3, 24, 35, 39, 42, 64]
Nedidelis informacijos kiekis apie Potentilla genties augalų farmakologinio poveikio priklausomybę nuo juose kaupiamų biologiškai aktyvių medţiagų kiekio paskatino jais susidomėti kaip natūraliais vaistais infekcinių ir onkologinių ligų profilaktikai bei gastroenterologinių ir hemoraginių ligų atvejais. Todėl svarbu įvertinti veikliųjų medţiagų kiekio kitimą augalo vegetacijos laikotarpiu, optimalias cheminių junginių išskyrimo sąlygas, jų pritaikymą atliekant tyrimus in vitro bei galimą farmakologinį poveikį ţmogaus organizmui. [18, 20]
Atliktų tyrimų tikslas: atlikti biologiškai veiklių medţiagų – flavonoidų ir raugų – išskyrimą iš Potentilla genties augalų (Potentilla anserina L. – Ţąsinė sidabraţolė, Potentilla erecta L. – Miškinė sidabraţolė, Potentilla fruticosa L. – Krūminė sidabraţolė) nustatyti veikliųjų medţiagų kiekio kitimus skirtingu augalų vegetacijos metu (birţelio – rugsėjo mėnesiais) ir atlikti šių augalinių ţaliavų antioksidacinio bei antimikrobinio poveikio tyrimus.
Tyrimo uţdaviniai:
1) Surinkti P.anserina, P.erecta ir P.fruticosa augalinę ţaliavą skirtingu augalų vegetacijos laikotarpiu bei tinkamai paruošti augalinę ţaliavą fitocheminei analizei;
2) Pasirinkti optimalias biologiškai aktyvių medţiagų ekstrakcijos sąlygas ir atlikti ekstrakciją;
3) Nustatyti flavonoidų ir raugų (taninų) kiekius vaistinėse augalinėse ţaliavose bei įvertinti jų kiekio kitimus skirtingu augalo vegetacijos laikotarpiu;
4) Atlikti fenolinių junginių kiekių tirtose Potentilla genties (P.anserina L., P.erecta L. ir P.fruticosa L.) vaistinėse augalinėse ţaliavose lyginamąją analizę;
5) Atlikti antioksidacinių savybių tyrimus su vaistinių augalinių ţaliavų ekstraktais bei palyginti P.anserina L., P.erecta L. ir P.fruticosa L. augalinių ţaliavų antioksidacinio poveikio stiprumą;
6) Įvertinti antioksidacinio poveikio stiprumo priklausomybę nuo flavonoidų ir raugų kiekio augalinėje ţaliavoje;
7) Atlikti antimikrobinių savybių tyrimus su vaistinių augalinių ţaliavų ekstraktais bei palyginti P.anserina L., P.erecta L. ir P.fruticosa L. augalinių ţaliavų antimikrobinio poveikio stiprumą;
8) Įvertinti antimikrobinio poveikio stiprumo priklausomybę nuo flavonoidų ir raugų kiekio augalinėje ţaliavoje.
3. LITERATŪROS APŢVALGA
3.1 Tiriamų Potentilla genties augalų apţvalga
Tiriamajam darbui buvo parinkti erškėtinių (Rosaceae) šeimos, sidabraţolinių (Potentilla) genties augalai: Ţąsinė sidabraţolė – Potentilla anserina L., Miškinė sidabraţolė – Potentilla erecta L.
ir Krūminė sidabraţolė – Potentilla fruticosa L.
3.1.1 Ţąsinė sidabraţolė – Potentilla anserina L.
Morfologinis aprašymas – tai 15 – 50 (80) cm aukščio ţydintis daugiametis augalas.
Šakniastiebis verpstiškai sustorėjęs, mėsingas. Stiebas šliauţiantis, įsišakojantis su raudonomis palaipomis, kurių ilgis apie 80 cm. Lapai 10 – 20 cm ilgio, daţniausiai plunksniškai suskirstyti į 2 – 5 cm ilgio ir 1 – 2 cm pločio elipsinius dantytai karpytus lapelius, kurių būna nuo 10 iki 20. Antra lapelių pusė, kartais ir viršutinė, padengta į šilką panašiais baltais plaukeliais. Tokių plaukelių yra ir ant stiebų bei palaipų. Šie plaukeliai lapams suteikia sidabrinę spalvą, iš čia ir kilęs toks augalo pavadinimas.
Ţiedai pavieniai, kartais po 2, geltoni, sudaryti iš 5 lapelių (retais atvejais iš septynių), išsidėstę ant 5 – 15 cm ilgio stiebų, 1,5 – 2,5 cm skersmens.
Ţydi geguţę – rugpjūtį. Vaisius – išdţiūvę 2 mm ovalios formos, plokšti tamsiai rudos spalvos lukštavaisiai, kurie sudaro kekę.
Bendras paplitimas: paplitusi Europoje, Azijoje, Australijoje (Tasmanijoje), Šiaurės Amerikoje, Ramiojo vandenyno salose (Naujojoje Zelandijoje), Pietų Amerikoje (Čilėje).
Paplitimas Lietuvoje: ţąsinė sidabraţolė auga smėlėtose, ţvyruotose ir drėgnose vietovėse, pievose, ganyklose, upių ar griovių krantuose, pakelėse. Paplitusi visoje Lietuvoje. Labai daţnas augalas.
Ţaliava – ţolė (Herba Potentillae anserinae). [25, 35, 38, 43, 46, 49, 52]
3.1.2 Miškinė sidabraţolė – Potentilla erecta L.
Morfologinis aprašymas – daugiametis 10 – 40 cm aukščio ţolinis augalas. Šakniastiebis beveik horizontalus, trumpas, sumedėjantis, pjūvyje rausvai rudas, 2 – 7 cm ilgio, 1 – 3 cm storio, su daugeliu smulkių šaknelių.
Stiebai keli, kylantys arba statūs, 10 – 50 cm ilgio, ploni, į viršūnę šakoti, plaukuoti. Pamatiniai lapai ilgakočiai, triskiaučiai arba penkiaskiaučiai, stiebiniai – bekočiai, triskiaučiai, su dviem dideliais prielapiais. Lapeliai pleištiškai pailgi, viršūnėje stambiai dantyti, bekočiai arba labai trumpais koteliais. Ţiedai vienanamiai, apie 10 mm skersmens, smulkūs, ant plonų, ilgų kotelių.
Vainiklapiai 4 (5), geltoni.
Ţydi birţelį – rugpjūtį, sėklos sunoksta liepą – rugsėjį. Vaisius – 1,6 – 2 mm ilgio, 1 – 1,2 mm pločio lukštavaisis.
Bendras paplitimas: beveik visa Europa, Kaukazas, Vakarų Sibiro pietinė dalis iki Altajaus.
Eurosibirinis floros elementas.
Paplitimas Lietuvoje: auga šlapiose ir drėgnose pievose, ganyklose, krūmynuose, miškuose ir kirtimuose, daţniausiai lengvuose, durpiniuose dirvoţemiuose. Paplitęs visoje respublikoje. Daţnas.
Ţaliava – šakniastiebiai (Rhizoma Potentillae erectae). [35, 43, 47, 66]
3.1.3 Krūminė sidabraţolė – Potentilla fruticosa L.
Morfologinis aprašymas – gausiai šakotas 20 – 100 (150) cm aukščio krūmas. Jaunos šakos plaukuotos, vėliau plikos; jų ţievė raudonai ruda, pleišėjanti juostomis. Lapai sudėtiniai, plunksniški, iš 5 (3 – 7) bekočių, siaurai elipsiškų, 1 – 3 cm ilgio pilkšvai ţalių, abipus plaukuotų lapelių; prielapiai suaugę su lapkočiu, kiaušiniški ar kiaušiniškai lancetiški, viršūnėje nusmailėję. Ţiedai geltoni, pavieniai arba susitelkę po kelis į viršūninius skydiškus ar kekiškus ţiedynus, daţnai vienalyčiai, 1,5 – 2,5 cm skersmens.
Ţydi nuo geguţės iki spalio – lapkričio. Vaisius – kiaušiniškas, rusvai rudas lukštavaisis.
Bendras paplitimas: pagrindinis arealas apima Rytų Sibirą, Tolimuosius Rytus, Mongoliją, Kinijos šiaurinę dalį, Japoniją; Europa, Vakarų Sibiras, centrinė ir pietrytinė Azija, Šiaurės Amerika.
Paplitimas Lietuvoje: introdukuotas savaime neauga. Parkuose ir soduose auginamas kaip dekoratyvinis krūmas. Respublikoje daţnas tiek visuomeniniuose, tiek individualiuose ţeldynuose.
Išvesta daug dekoratyvinių formų.
Ţaliava – lapai ir ţiedai (Folium cum florae Potentillae fruticosae). [35, 43, 65]
3.1.4 Biologiškai veikliosios medţiagos tiriamuose Potentilla genties augaluose ir jų kiekio kitimas augalų vegetacijos metu
Biologiškai veiklių medţiagų kiekis augale priklauso nuo įvairių faktorių: 1) ontogenezės – jos metu augalas pereina vegetatyvinio vystymosi fazes: ţydėjimą, vaisių brandinimą ir mirtį. Šiam procesui charakteringa tai, kad vyksta specifiniai medţiagų apykaitos pakitimai; 2) klimato – jis turi svarbią reikšmę veikliųjų junginių susidarymui augaluose, pvz., karšto klimato augalai kaupia daugiau alkaloidų, glikozidų; 3) lygio virš jūros; 4) apšvietimo; 5) drėgmės – sausame klimate sukaupiama daugiau veikliųjų medţiagų; 6) dirvos cheminės sudėties ir kt. [31]
Dėl šių prieţasčių augalinės ţaliavos turėtų būti renkamos įvairiais augalo vegetacijos laikotarpiais, kad būtų galima įvertinti tikslų biologiškai veiklių medţiagų kiekio kitimą ir nuo jų
priklausantį farmakologinį poveikį. Pateiktoje lentelėje (lentelė 3.1) nurodyti P.anserina L., P.erecta L.
ir P.fruticosa L. biologiškai veiklių medţiagų vidutiniai kiekiai, remiantis įvairiais literatūros šaltiniais.
Lentelė 3.1 Tirtų Potentilla genties augalų biologiškai veiklių medžiagų sudėtis
Augalo rūšis ir ţaliava Biologiškai veiklios medţiagos Nuorodos P.anserina L. ţolė Raugai (6 – 10%); elago rūgštis; monomeriniai ir
dimeriniai elagitaninai; flavonoidai; kvercetino ir miricetino glikozidai; proantocianidinai; ilgų ir vidutinio ilgumo grandinių poliprenoliai (0,3%), karčiosios medţiagos; dervos; gleivės; mineralinės medţiagos; cukrus; organinės rūgštys; cholinas;
fitosteroliai; riebiosios rūgštys; vitaminas C.
[38, 39, 58]
P.erecta L. šakniastiebiai Raugai (15,0 – 30,0%); agrimoniinas; elagitaninas;
esteris tormentolis; kartieji glikozidai; dervos;
vaškas; chino, galo ir elago rūgštys; triterpenoidai;
krakmolas; nedidelis kiekis flavonoidų ir eterinio aliejaus; procianidinai; daţikliai; mineralinės medţiagos (6%); triterpeninio saponino – tormentozido (skylančio iki sapogenino tormentolio); flabofenai; fitosterolis; glikozidas termentilinas; organinės rūgštys.
[3, 6, 13, 24, 30, 35, 37, 42, 66]
P.fruticosa L. ţolė Flavonoidai (167,0 – 327,0 mg%); fenolkarboninės rūgtys (kavos, ferulo, sinapo, elago, kumaro, chlorogeno; iki 0,40%); raugai (10,0 – 14,0 mg%);
chlorofilai (a + b) (iki 200,0 mg%); karotinoidai;
vitaminas C (iki 150,0 mg%).
[24, 35]
3.1.5 Tirtų Potentilla genties augalų poveikis ţmogaus organizmui
Potentilla genties augalai pasiţymi antibakteriniu, antispazminiu, atsikosėjimą lengvinančiu, analgetiniu, tonizuojančiu, diuretiniu, priešuţdegiminiu, sutraukiančiu, antihemoraginiu (kraujavimą stabdančiu), ţaizdas gydančiu, antioksidaciniu, antimikrobiniu bei antivirusiniu poveikiu. [23, 24, 30,
35, 41, 42] Tokį vaistinių augalų preparatų gydomąjį veikimą lemia juose susikaupusios įvairios biologiškai aktyvios medţiagos. Pavyzdţiui, flavonoidai yra aktyvios antispazminės, tulţį varančios, antivirusinės, antioksidacinės, kraujavimą stabdančios, šlapimo išsiskyrimą skatinančios veikliosios medţiagos, o tuo tarpu raugai pasiţymi stipriu sutraukiamuoju, kraujo krešėjimą skatinančiu, uţdegimą maţinančiu veikimu. [35]
Dėl tokio plataus Potentilla genties augalų poveikio, jų vartojimo galimybės yra labai plačios.
P.anserina Europoje gerai ţinoma dėl savo antispazminio veikimo, todėl labai daţnai buvo vartojama menstruacinių spazmų malšinimui. Vienas ţymus šveicarų ţolininkas J.Knzle savo 1911 metais išleistame buklete „Vaistaţolės ir piktţolės― (Herbs and Weeds) rašė: „Kiekviena moteris privalo ţinoti šią vaistaţolę, nes vargu ar dar yra bent vienas geresnis vaistas nuo menstruacinių skausmų ir kraujavimo. Nemaţai moterų pajuto palengvėjimą prieš prasidedant menstruacijoms, nes likus dešimt dienų iki kraujavimo jos gėrė po du puodelius sidabraţolės nuoviro.― Be to, dėl didelės rauginių medţiagų koncentracijos P.anserina vartojama skaudančios gerklės, burnos ir odos išopėjimų, kraujavimo bei viduriavimo (diarėjos) gydymui. Lapų nuoviru galima sumaţinti karščiavimą, palengvinti akių uţdegimą.
Dėl sutraukiančio raugų ir dėl galimo antispazminio glikozidų poveikio P.anserina daţniausiai vartojama gydant viduriavimą ir opinį storosios ţarnos uţdegimą. Tokia indikacija nustatyta, kai buvo pastebėta jog raugai pasiţymi antibakteriniu poveikiu ir sumaţina ţarnų nepraeinamumą. [25, 58]
P.anserina dėl flavonoidų gausos buvo vartojama esant mėšlungiškam ţandikaulių sukandimui, geltai. Istorijoje ši vaistaţolė minima kaip strazdanas naikinančiu ir persirgus raupais randų atsiradimą maţinančiu poveikiu pasiţyminti ţaliava. [62]
Dėl antioksidacinio poveikio ţąsinė sidabraţolė vartota onkologinių ligų profilaktikai. Ţaliava turi ir antibakterinį poveikį, todėl vartota kaip augalinis antibiotikas. [57, 59]
Iš švieţių lapų sulčių buvo daromas odą valantis, raudonį ir sudirginimą maţinantis losjonas. [8, 11]
P.erecta šakniastiebių nuoviras vartojamas kaip sutraukiamoji, kraujavimą stabdanti antimikrobinė, dezodoruojanti priemonė. Jis gali būti vartojamas stipriai ir nervinei diarėjai, skrandţio ir gimdos kraujavimams stabdyti, lėtiniams ţarnyno ir storosios ţarnos uţdegimams gydyti; skatina skrandţio ir ţarnų gleivinės sekrecinę veiklą, dezinfekuoja, malšina skausmą. [35]
Sidabraţolės ţaliava gali būti vartojama karščiavimo gydymui, nes turi karčiosios chinino rūgšties, kuri taip pat išskiriama ir iš chininmedţio ţievės, vartojamos maliarijos gydymui. [24, 30]
Raugai slopina rūgimą ir kraujavimą sukeliančių fermentų veiklą skrandyje ir ţarnyne, todėl P.erecta preparatai tinka ne tik uţdegimams, bet ir opoms gydyti. Poveikis dar pasireiškia ir todėl, kad nuovire yra ne tik rauginių medţiagų, bet ir eterinių aliejų, dervų. Šie junginiai virškinimo trakto gleivinėje sudaro plėvelę, kuri apsaugo gleivinę nuo dirginimo, o patekę į tarpląstelinius plyšius maţina gleivinės liaukų sekreciją: audiniai sustandėja, kraujagyslės susitraukia. [35, 63]
P.erecta ţaliavos dušas gali padėti vaginalinių infekcijų metu. Be to, silpnas nuoviras tinkamas konjuktyvito gydymui. [24, 30]
Išoriškai nuoviras naudojamas burnai, gerklei skalauti sergant angina, stomatitais, kraujuojant dantenoms; esant burnos ertmės išopėjimams. Gydomos įvairios odos ligos, kraujuojančios ţaizdos, nudegimai, šlapiuojančios egzemos, nušalimai bei suskeldėjusios lūpos, rankos ir kojos. Pavilgai dedami ant spuoguotos, riebios, strazdanotos odos. [33, 35, 37]
Liaudies medicinoje P.erecta preparatai buvo populiarūs gydant dizenteriją, plaučių tuberkuliozę, kosulį, anginą. Jos nuoviru stabdomi įvairūs kraujavimai: plaučių, skrandţio, ţarnyno, gimdos. Juo gydyta epilepsija, isterija, mastitas. Arbata ir nuoviras reguliuoja medţiagų apykaitą, todėl jais gydomas nutukimas ir cukraligė. P.erecta nuoviru buvo gydomos ir onkologinės ligos, nes jis turi paţeistas ląsteles gydančių savybių. [33, 35, 37]
Manoma, kad P.erecta šakniastiebiuose esantis raudonas pigmentas pasiţymi bakterijų augimą slopinančiu veikimu, tokiu pat būdu kaip ir anilino daţai. [24, 30]
P.fruticosa preparatai veiksmingi prieš daugelį mikroorganizmų, pasiţymi atsikosėjimą lengvinančiu, sutraukiamu veikimu. Kaip antioksidantai jie stimuliuoja daugelį organizmo funkcijų, praturtina jį natūraliais vitaminais, slopina gripo viruso virulentiškumą, teigiamai veikia redokso reakcijų eigą. Taip pat dėl flavonoidų gausos ir įvairovės P.fruticosa preparatai pasiţymėdami stipriu antioksidaciniu poveikiu gali būti vartojami kaip pagalbinė priemonė onkologinių ligų atveju. [29]
Lapų ir ţiedų nuoviras skiriamas gydant kepenų uţdegimus, kaip skatinantis tulţies išsiskyrimą, sergant šaltkrėčiu (skatinantis prakaitavimą).
Tibeto medicinoje vartojama nuo skrandţio ir ţarnyno ligų, plaučių tuberkuliozės, viduriuojant, sergant plaučių uţdegimu, širdies veiklai sustiprinti. [35]
Amerikos čiabuviai P.fruticosa lapų, šaknų ir stiebų arbatas vartojo vidinio kraujavimo, vidurių uţkietėjimo, taip pat tuberkuliozės atvejais. O išdţiovintų lapų milteliai, buvo tikima, apsaugo organizmą nuo stipraus, laikino karščiavimo. [48]
3.2 Pagrindinių tiriamų Potentilla genties augalų veikliųjų medţiagų charakteristika
Pagrindinės biologiškai veikliosios medţiagos Potentilla genties augaluose yra raugai ir flavonoidai. Todėl šiame darbe didţiausias dėmesys yra sutelktas į jų sudėtį, kiekius augaluose bei galimą poveikį ţmogaus organizmui.
3.2.1 Raugai (taninai)
Terminas „taninai― pirmiausia buvo pavartotas mokslininko Seguino 1796 metais, norint apibūdinti augalinių ekstraktų medţiagas, galinčias jungtis su gyvūnų odos baltymais ir taip sutrukdyti jų puvimą bei paversti jas į išdirbtą odą. [9]
Šiais laikais rauginimo procesas vykdomas mineralinių medţiagų pagalba. Tačiau yra keletas išimčių, kai rauginimui naudojamos tik augalinės medţiagos. Tiems junginiams priskiriami kaštono ir ąţuolo medţių bei Anakardinių (Anacardiaceae) šeimų ţaliavos ekstraktų raugai.
Rauginimo esmė – vandenilinių jungčių susidarymas tarp raugų ir kolageno skaidulų odoje (kailyje). Šių ryšių susidarymas odai suteikia atsparumą vandeniui, karščiui ir nusitrynimui. Rauginimo procesas yra negrįţtamas. Taninų sugebėjimas susijungti su makromolekulėmis paaiškina jų sugebėjimą nusodinti celiuliozę, pektinus ir baltymus bei nurodo jų sutraukiančias, aitrumą lemiančias savybes. [5, 31]
Taninų ir makromolekulių sąjunga egzistuoja dėl hidrofobinių bei hidrogeninių ryšių buvimo tarp fenolinių grupių taninuose ir proteinuose ar kituose polimeruose. Kitas jungčių tipas tarp raugų ir kolageno molekulių struktūrų yra ilgalaikis dėl kovalentinių jungčių susidarymo po fenolių oksidacijos į chinonus. Šių jungčių atsiradimui ir egzistavimui didelės įtakos turi taninų molekulinis svoris. Jei jis per didelis, tada molekulė negali įsiterpti į tarpląstelinius makromolekulių tarpus; jei jis per maţas – molekulė gali įsiterpti, bet negali suformuoti pakankamai jungčių, kad galėtų stabilizuoti junginį.
Šios pagrindinės taninų savybės nurodomos klasikiniame jų apibrėţime: ―vandenyje tirpūs fenoliniai junginiai, kurių molekulinis svoris 500 – 3000, be to jiems būdingos klasikinės fenolių reakcijos – gali nusodinti alkaloidus, ţelatiną ir kitus baltymus‖ (Bate – Smith ir Swain, 1962). Nors šis apibrėţimas pakankamai svarus, tačiau susidomėjimas juo sumaţėjo, kai buvo išvystytos naujos idėjos apie poliprenolinių junginių struktūrą, mat jie yra proantocianidinų ir galoilo poliesteriai (šie trys terminai linkę pakeisti maţai apibrėţtą taninų sąvoką).
Tačiau pastaraisiais metais vykdyti struktūriniai tyrimai atskleidė daug naujų ţinių apie taninų struktūrą. [5]
3.2.1.1 Raugų klasifikacija
Aukštesniuosiuose augaluose išskiriamos dvi grupės taninų, kurios skiriasi savo struktūra, biologine kilme – tai hidrolizuoti ir kondensuoti taninai. [5]
Hidrolizuoti raugai – tai esteriai, sudaryti iš cukraus ir įvairių fenolinių rūgščių molekulių.
Daţniausiai cukrus būna gliukozė. Jei fenolinė rūgštis galo, tokiu atveju hidrolizuoti raugai vadinami galotaninais, o jei kitos heksahidroksidifenilinės rūgštys (HHDP) ar jų oksiduoti derivatai – dehidroheksahidroksidifenilinės rūgštys (DHHDP), chebulinė rūgštis, tada ţinomi kaip elagotaninai.
Nuo 1985 metų buvo pradėti išskirti naujos kategorijos taninų atstovai. Tie nauji kompleksiniai raugai yra modifikuoti elagotaninų produktai. Jie sudaryti iš fenilchromano darinių, esančių ant HHDP ir gliukozės molekulių esterio. Priklausomai nuo fenilchomano, kompleksiniai raugai skirstomi į flavanolius (flavano-elagotaninai), procianidinus (procianidino-elagotaninai) arba flavonolius (flavono- elagotaninai). Galo arba elago taninai (paprasti ar kompleksiniai) yra charakteringi dviskilčiams gaubtasėkliams augalams. [5]
OH O
H OH
CO2H
O O O
H OH
OH O
O OH
O H
O
H OH
OH
OH O H
CO2H CO2H
O O H
OH OH CO2H CO2H
O HO2C
Galo rūgštis Elago rūgštis Heksahidroksidifenilinė rūgštis
Chebulinė rūgštis
O
OH
7 6
5 4
6' 5' 4' 3'
8 2
3'
O O
O
OH OH
O OH
O OH
OH OH O
OH O
H OH
O O O
H
O H O H
O O O H
O H
O H
O
OH
O O O O
H
OH
OH OH
OH
O H
OH
OH
OH
O H
OH
OH OH
OH
Flavan-3-olis Pentagaloilgliukozė
(Hidrolizuotas raugas)
Epikatechino trimeras
(Kondensuotas raugas)
Paveikslas 3.1 Fenolinių rūgščių ir raugų struktūros pavyzdžiai
Kondensuoti raugai arba kitaip proantocianidinai yra polimeriniai flavanai. Priešingai nei hidrolizuojami taninai, šios medţiagos nėra lengvai hidrolizuojamos į paprastesnes molekules ir jų struktūroje nėra cukraus molekulių. Proantocianidinai turi polimerinę flavan-3-olio struktūrą, kur molekulės tarpusavyje sujungtos anglies grandinėlėmis.
Kondensuoti raugai buvo išskirti iš visų augalų grupių, įskaitant plikasėklius. [5, 9]
3.2.1.2 Raugų struktūra
Kiekvienos cheminės medţiagos struktūra skiriasi, tuo labiau, jei tai skirtingų grupių junginiai.
Kondensuotų ir hidrolizuotų raugų struktūra skiriasi, todėl svarbu išsiaiškinti jos ypatybes.
3.2.1.2.1 Hidrolizuotų raugų struktūra
Bendrai galotaninai yra galo rūgšties ir gliukozės esteriai. Tačiau pastebėta, kad mono- ir digaloilgliukozės nepasiţymi klasikinėmis raugų savybėmis, nes jų molekulinis svoris yra labai maţas.
Šios savybės, ypač sugebėjimas nusodinti baltymus, būdingiausios triesteriams ir jų homologams.
Biogenetiniu poţiūriu, galo rūgštis (3,4,5-trihidroksibenzoinė rūgštis) susidaro metabolizuojant šikimo rūgštį. Labiausiai tikėtina, kad ji susidaro tiesiogiai dehidratuojant 3-dehidrošikimo rūgštį. Dėl tolimesnėje glikolizacijoje dalyvaujančio fermento uridin-difosfato-gliukozės (UDP-gliukozė), susidaro monogaloilgliukozė. Toliau vykstant transalizacijai susidaro diesteris ir taip šiam procesui vis kartojantis galiausiai susidaro pentagaloilgliukozė (paveiklas 3.2).
Šis pentesteris (1,2,3,4,6-penta-O-galoil-β-D-gliukozė) yra daţniausiai sutinkamas taninas: jis atlieka pagrindinį vaidmenį kitų raugų metabolizme. Taip yra, nes dauguma augalų gali vykdyti tolesnę naujų medţiagų sintezę iš šio junginio. Skiriami du metabolizmo keliai:
1) Sudėtingesnės molekulės sintezė vyksta dėl galo rūgščių prisijungimo meta-depsidinėmis jungtimis prie šoninių grandinėlių C3, C4, C6 padėtyse. Šie susidarę galotaninai būdingi maţai grupei augalų šeimų, įskaitant erikinius (Ericaceae), anakardinius (Anacardiaceae), snaputinius (Geraniaceae) ir klevinius (Aceraceae).
2) Elagotaninų susidarymas. Tai C2 ir C2‗ oksidacinis susijungimas su galoilo junginių dikarbonilheksahidroksibifenilinėmis grupėmis. Dėl gliukozės struktūrinių savybių prijungti penkis substituentus (pakaitalus), galimas kelių jungčių susidarymas su galoilo radikalais 1, 2 ar 1, 3 pozicijose ir taip yra gaunami heksahidroksidifenoilo esteriai. Gali susidaryti tiek mono-HHDP, tiek di- HHDP esteriai. Su kitomis hidroksilinėmis grupėmis prie gliukozės molekulės laisvų vietų gali
susidaryti esteriai su galo rūgštimi. Daţniausios oksidacinio susijungimo vietos su galoilo liekanomis
4C1 konformacijos gliukozės molekulėje yra C2 – C3 ir C4 – C6 vietose, o HHDP visada būna S konfigūracijos (pavyzdţiui, eugenine). Retais atvejais oksidacinis susijungimas su galoilo liekana aptinkamas gliukozės molekulės C2 – C4 ar C3 – C6 vietose, jis daţniausiai būdingas 1C4 konfigūracijai (pavyzdţiui, geraninėje ar chebulaginėje rūgštyje). [5]
O
CO2H
OH OH
OH O
H OH
CO2H
O OH O
H O H
OH O
O
OH OH
OH
O OG OG OG
OG OG
O OG OG
OG OG OG
Galo rugst is
UDP -gliukoze
ß-1-O-galoil-D-gliukoze
ß-penta-O-galoil-D-gliukoze
3 6
1 2 4
G - galoilas
4C1 1C4
+ (n) galo rugsciu
depsidinimas
GALOTANINAI
oksidacinis susijungimas
2 - 3 4 - 6
2 - 4 3 - 6 1 - 6 oligomerizacija
ELAGOTANINAI 3-Dehidrosikimo rugst is
Paveikslas 3.2 Hidrolizuotų raugų sintezė
3.2.1.2.2. Kondensuotų raugų (proantocianidinų) struktūra
Proantocianidinų nomenklatūra kildinama iš antocianidinų. Ji suformuluota tada, kai polimerus paveiktus rūgštimi esant aukštai temperatūrai susidarė procianidinai, prodelfinidinai ar propelargonidinai. Nors ir patogu vartoti bendrus pavadinimus, tačiau buvo priimta viena taisyklė, pagal kurią nomenklatūrą patariama sudaryti remiantis oligo- ir polisacharidų terminologija:
pavadinimas yra visuma, kuri interflavonoiduose nurodo jungčių poziciją ir kryptį.
Kondensuotų raugų pagrindinis struktūros elementas yra flavan-3-olis (paveikslas 3.1):
katechinas ir epikatechinas (procianidinų dariniai), galokatechinas ir epigalokatechinas (prodelfinidinų dariniai) bei maţiausiai bendri afzelechinas ir epiafzelechinas (propelargonidinų dariniai).
Biogenetiniu poţiūriu šie flavan-3-oliai yra kilę metabolizuojant flavonoidus. Jie susidaro vykdant flavanono 3-hidroksilaciją. Šio proceso rezultatas – 2,3-dihidroflavon-3-olis, kuris vėliau redukuojamas į flavan-3,4-diolį, o jis dar neţinomo mechanizmo būdu į flavan-3-olį. Daţniausios flavan-3-olio konfigūracijos yra 2R, 3S ar 2R, 3R. Enantiomerai, tokie kaip entkatechinas (2S, 3S) yra tik išimtis.
Oligomerai ir polimerai susidaro iš flavan-3,4-diolio, nes šios molekulės pasiţymi dideliu reaktyvumu dėl benzilinių savybių, kurias lemia 4-hidroksilinių grupių egzistavimas. Jie lengvai karbokacijuoja, todėl iš karto reaguoja su bet kuriuo nukleofiliniu C6 ar C8 anglies atomu flavan-3- olyje ar akivaizdţiai sunkiau su tokia pačia anglimi iš kitos flavan-3,4-diolio molekulės. O tokiam mechanizmui vis besikartojant susidaro oligomerai ir polimerai.
Paprasčiausi dimerai yra procianidinai B1, B2, B3 ir B4. Arba kitais ţodţiais tariant proantocianidinai susideda iš dviejų vienetų (2R, 3S)-(+)-katechino, (2R, 3R)-(–)-epikatechino, ar vieno iš jų, su 4 – 8 jungtimis α (procianidinas B3 ir B4) ar β (procianidinas B1 ir B2) konfigūracijose. Šie procianidinai būna laisvos struktūros ir yra plačiai paplitę. Kita svarbi procianidinų grupė taip pat susideda iš dimerų su dvigubomis tarpflavonoidinėmis jungtimis: C4 → C8 ir C2 → O → C7 (grupė A). Grupėje A, kaip ir grupėje B, jungtis C4 → C8 gali būti pakeista ryšiu C4 → C6 (pvz., procianidinas B5). Kiti dimerai (propelargonidinas, prodelfinidinas) yra maţiau paplitę.
Oligomerai yra suformuoti pagal flavonoidų liekanų struktūrą. Kai kurios iš šių struktūrų jau dabar yra ţinomos: C1 trimeras (trys epikatechinai su 4β → 8 jungtimis), C2 trimeras (trys katechinai su 4β → 8 jungtimis) ir atitinkami oligomerai bei taip pat trimerai, suformuoti pagal flavonoidų liekanų vienetus grupės A dimeruose.
Polimerus gali sudaryti iki penkiasdešimt monomerų vienetų. Labiausiai paplitę yra poliepikatechino ir procianidino – prodelfinidino kopolimerai. Tarpflavonoidinės jungtys daţniausiai yra C4 – C8 tipo ir visada trans konfigūracija būna artima 3-hidroksilinėms grupėms. Molekulių modelių tyrinėjimas parodo tik dalines kliūtis tarpflavonoidinių jungčių rotacijoje, kurios prekursoriuose (procianidinuose B1, B2, B3, B4) būna kairio arba dešinio sukimo. Kiti polimerai (propelargonidinai ir ent-flavan-3-olio polimerai) yra gana reti ir ribotai randami vienaskilčiuose augaluose. [5]
3.2.1.3 Fiziko-cheminės taninų savybės
Tai amorfinės medţiagos. Kristalų pavidale ţinomi tik paprasčiausi junginiai. Taninai yra geltonos ar rudos spalvos medţiagos. Raugai tirpsta vandenyje ir sudaro koloidinius tirpalus. Tačiau taninų tirpumas priklauso nuo jų polimerizacijos laipsnio. Jų tirpalai turi rūgštų pH. Raugai tirpsta alkoholiuose ir acetone. Vandeninių tirpalų stabilumas priklauso nuo taninų struktūros bet daţniausiai yra vidutis. Pavyzdţiui, atliekant ekstrakciją su verdančiu vandeniu (darant nuovirą), raugas geranijinas per 30 minučių suyra į galo, elago rūgštis ir korilaginą (1-galoil-3,5-HHDP-gliukozė). Dimerinės ir oligomerinės gliukozės ir galoilo ar HHDP esterių formos daţniausiai yra gana nestabilios. Skonis sutraukiantis. [5, 31]
Kaip ir visi fenoliai, raugai reaguoja su geleţies chloridu. Su sunkiųjų metalų druskomis ir ţelatina taninai vandeniniuose tirpaluose iškrenta į nuosėdas. [5]
3.2.1.4 Medicininės ir biologinės taninų panaudojimo galimybės
Raugų turintys preparatai nusodina baltymus, todėl tradiciškai pradėti vartoti kaip kraujavimą stabdantys ir burnos bei gerklės uţdegimą maţinantys vaistai. Jie pasiţymi antidiarėjiniu (viduriavimą maţinančiu) poveikiu ir vartojami kaip antidotai (priešnuodţiai) apsinuodijus sunkiaisiais metalais, alkaloidais ar glikozidais. Vakarų medicinoje taninų vartojimas buvo ţymiai sumaţėjęs po antrojo Pasaulinio karo, kai buvo pastebėta, kad absorbuota tanino rūgštis gali sukelti sunkią centrinę kepenų nekrozę. Tačiau pastarieji tyrinėjimai parodė, kad didelės raugų dozės pasiţymi priešvėţiniu aktyvumu, vidutinės – radiosensibilizuojančiu, maţos – priešspinduliniu veikimu. Taip pat nustatytas ir poveikis prieš ŢIV. [9, 31, 35]
Proantocianidinai (kondensuoti raugai) siejami su daugeliu naudingų poveikių įvairiuose juos kaupiančiuose vaistiniuose augaluose. Jų antivėţinio poveikio tyrimas ţaliojoje ir juodojoje arbatose, pastaraisiais metais davė daug teigiamų rezultatų. Taip pat buvo tyrinėjamas ir bakterines infekcijas slopinantis poveikis, kuris davė gana daug teigiamų rezultatų. [9]
3.2.2 Flavonoidai
Flavonoidai – tai labai didelė cheminių junginių grupė, kurią sudaro apie 4000 – 6000 medţiagų. Šios grupės junginiai randami beveik visų rūšių augaluose. Flavonoidai lemia geltoną, oranţinę ir raudoną ţiedų spalvas. Taip pat jų randama lapuose, stiebuose, sėklose, šaknies audiniuose.
Kaip atskira augalų pigmentų grupė flavonoidai buvo išskirti tik 1938 metais, kai vengrų mokslininkas Albertas Sent-Georgijus pavartojo „vitamino P― terminą jų apibūdinimui. [2, 32]
Šie aromatiniai junginiai augaluose susidaro iš aromatinių rūgščių, fenilalanino, tirozino ir acetato liekanų. [15] Flavanoidai apima daug ir įvairios struktūros junginių bei pasiţymi skirtingomis oksidacinėmis būklėmis.
Jie pasiţymi įvairiomis farmakologinėmis ir biocheminėmis savybėmis. Flavanoidai ilgą laiką buvo pripaţįstami kaip priešuţdegiminiai, antialerginiai, antimikrobiniai, hepatoprotekciniai, antivirusiniai, antimutageniniai/antikancerogeniniai ir kitokiomis savybėmis pasiţymintys preparatai. [26] Katechinai labai daug dėmesio sulaukė pastaraisiais metais, kai buvo išskirti iš ţaliosios arbatos, kuriai būdingas priešvėţinis poveikis. Flavonoidų antioksidacinis ir fermentus modifikuojantis poveikis gali pagrįsti daugelį jų sukeliamų farmakologinių savybių. [27]
3.2.2.1 Flavonoidų klasifikacija ir struktūros ypatybės
Flavonoidai yra polifenoliniai junginiai, sudaryti iš 15 anglies atomų ir dviejų benzeno ţiedų, kurie tarpusavyje sujungti linijine trijų anglies atomų grandinėle (paveikslas 3.3). Ši struktūra sutrumpintai gali būti pavaizduota kaip C6 – C3 – C6 sistema. Tačiau cheminėje flavonoidų struktūroje svarbiausia tai, jog egzistuoja C15 skeletas su chromano ţiedu, prie kurio prisijungęs kitas aromatinis ţiedas B antroje, trečioje ar ketvirtoje padėtyse (paveikslas 3.3). [56]
Flavonoidų struktūros C6 – C3 – C6 sistema Flavonoidų struktūra:
C15 skeletas su chromano ţiedu
Paveikslas 3.3 Flavonoidų struktūrinės formulės
Flavonoidai sintezuojami pagal fenilpropanoidinį metabolinį kelią, kuriame amino rūgštis fenilalaninas yra naudojamas 4-kumarilo-CoA sintezei. Šis junginys gali būti sujungtas su malonil- CoA ir taip sudaryti struktūrinį pagrindą flavonoidams. Gauta grupė vadinama chalkonais. Ţiedo susidarymas chalkonuose nulemia dar vienos giminingos flavonoidų formos susidarymą – trijų ţiedų sistemos (polifenolių). Metaboliniai keliai tęsiasi dėl eilės fermentinių modifikacijų, kol susidaro
flavanonai → dihidroflavonoliai → antocianinai. Šios sintezės metu gali susidaryti daug produktų, įskaitant flavonolius, flavan-3-olius, proantocianidinus (raugus) ir daug kitų polifenolių (paveikslas 3.4). [45, 16]
OH
CoAS O
O HO2C SCoA
O O
SCoA
O
OH O
OH O
H
OH O
OH
O O
H
OH O
OH O
O H
OH O
OH
OH O
O H
OH
OH
O O
H
OH O
OH
+
3 x malonil-CoA
Chalkon sint aze
Triketidu strukturos pagrindas
Chalkonas
P iranono ziedas Flavanonas
Flavanolis +
X -
Antocianinai
1 8
7 6
5 4
3
2 2'
3' 4' 5' 6' 1'
Flavonas
Paveikslas 3.4 Flavonoidų metabolinis kelias
Pagal savo struktūros ypatybes flavonoidai klasifikuojami į įvairias grupes. Čia pateikiamos pagrindinės flavonoidų grupės ir jų struktūros savybės:
1. Flavonai – tai benzo-γ-pirono dariniai. Aromatinis B ţiedas prisijungęs antroje padėtyje.
Tarp C2 – C3 yra dviguba jungtis. Ţinoma apie 500 atstovų. Paplitę C ir O glikozidai. Cukrai daţniausiai prisijungia 5 ir 7 padėtyse (paveikslas 3.5). Daţniausiai aptinkami lūpaţiedţių (Labiatae), graiţaţiedţių (Compositae) šeimose. Pagrindiniai šios grupės junginiai: apigeninas, liuteolinas, viteksinas, orientinas, izoviteksinas, izoorientinas. [31, 43, 56]
Flavono struktūrinė formulė Flavonolio struktūrinė formulė
Paveikslas 3.5 Flavonų ir flavonolių struktūrinės formulės
2. Flavonoliai – C3 padėtyje –OH grupė (paveikslas 3.5). Ţinoma daugiau nei 200 junginių. Tai geltonos spalvos medţiagos. Daţniausiai flavonoliai aptinkami sumedėjusiuose gaubtasėkliuose.
Pagrindiniai šios grupės junginiai: flavonolis, kvercetinas, kemferolis, rutinas, kvercitrinas, hiperozidas. [31, 43, 56]
3. Flavononai – tai nedidelė grupė. Nėra dvigubos jungties tarp C2 ir C3 (paveikslas 3.6).
Ţinoma daugiau nei 30 atstovų. Sutinkami citrusinių vaisių apyvaisyje ir pasiţymi P – vitamininiu aktyvumu. Pagrindiniai šios grupės junginiai: flavononas, likviritigeninas, eriodiktinas, hesperidinas, likviritinas. [31, 43, 56]
Flavonono struktūrinė formulė Izoflavonoido struktūrinė formulė
Paveikslas 3.6 Flavononų ir izoflavonoidų struktūrinės formulės
4. Izoflavonoidai – aromatinis B ţiedas prisijungęs trečioje padėtyje (paveikslas 3.6).
Daugiausia šios grupės flavonoidų randama dirvenio (Ononis arvensis) šaknyse. Pagrindiniai šios grupės junginiai: izoflavonas, ononinas, genistinas. [31, 43, 56]
5. Chalkonai – šios grupės flavonoiduose atviras pirono ţiedas (paveikslas 3.7). Ţinoma apie 20 junginių. Pagrindiniai šios grupės junginiai: chalkonas, izolikviritinas, 3,4-dihidroksichalkonas. [31, 43, 56]
Chalkono struktūrinė formulė Aurono struktūrinė formulė
Paveikslas 3.7 Chalkonų ir auronų struktūrinės formulės
6. Auronai – tai benzofurano junginiai. Jų struktūroje aromatinis ţiedas B yra prisijungęs antroje padėtyje per vieno anglies atomo tiltelį (paveikslas 3.7). Ţinomi 24 junginiai. Pagrindiniai šios grupės junginiai: auronas, 3‘,4‘-dihidroksiauronas. [31, 43, 56]
7. Antocianinai – tai flavilijo rūgšties dariniai. Pagrindinė antocianinų struktūros savybė yra laisvas deguonies valentingumas benzeno ţiede. Antocianinai yra glikozidai, susidedantys iš antocianidino aglikono (genino) ir vienos ar kelių prisijungusių cukraus molekulių. Cukraus molekulė visada jungiasi 3 padėtyje ir daţnai 5 ir 7 padėtyse per enolinę –OH grupę (paveikslas 3.8).
Pagrindiniai šios grupės junginiai: antocianas, malvidinas, pelargonidinas, cianidinas. [2, 31, 43, 56]
O O H
OH
OH R1
OH
R2 +
O
OH
Antocianino struktūrinė formulė Flavan-3-olio struktūrinė formulė
Paveikslas 3.8 Antocianinų ir flavan-3-olių struktūrinės formulės
8. Flavan-3-oliai (katechino tipas) – struktūrinė formulė pavaizduota paveiksle 3.8. [28, 31]
9. Leukoantocianidinai (flavan-3,4-dioliai) – tai labiausiai redukuota flavonoidų grupė (paveikslas 3.9). Pagrindiniai šios grupės junginiai: leukoantocianidinas, leukopianidinas. [9, 31]
O
OH OH
O H
OH
OH OH
O
OR2
O R
R1
Flavan-3,4-diolio struktūrinė formulė Flavanonolio struktūrinė formulė
Paveikslas 3.9 Flavan-3,4- diolių ir flavanonolių struktūrinės formulės
10. Flavanonoliai – lyginant su flavonais, tarp C2 ir C3 nėra dvigubos jungties (paveikslas 3.9).
Pagrindiniai šios grupės junginiai: flavanonolis (dihidroflavonolis), silibinas, taksifolinas, pinobaksinas. [28, 31]
11. Biflavonoidai – tai tokie junginiai, kai susijungusios dvi flavonoidų molekulės. Šie junginiai aptinkami ginkmedţio lapuose. [31]
Augaluose flavonoidai esti aglikonų ir glikozidų formoje. Daugiausia jų yra glikozidų pavidale.
Cukrai gali turėti įvairią glikozidinės jungties konfigūraciją. Daţniausiai cukraus molekulės jungiasi C7, C4, C3 ir retai C5, C6, C8 padėtyse. Monosacharidai – D-gliukozė, D-galaktozė, D-ksilozė, L- ramnozė, L-arabinozė. Disacharidų ţinoma maţiau nei 10 (rutinozė, soforozė). O-glikozidai – glikozidinimas daţniausiai vyksta trečioje padėtyje, o jei prisijungia dar vienas cukrus, tai jau septintoje padėtyje. Taip pat aptinkami ir C-glikozidai. [31]
3.2.2.2 Fiziko-cheminės flavonoidų savybės
Tai kristalinės medţiagos, kurioms būdinga tik specifinė lydymosi temperatūra. Flavonoidų spalva nuo šviesiai gelsvos iki gelsvai oranţinės. Katechinai gali būti bespalviai. Antocianų spalva priklauso nuo pH: rūgščioje aplinkoje – raudoni, šarminėje – mėlyni.
Flavonoidų tirpumas priklauso nuo glikozidinimo laipsnio: aglikonai gerai tirpsta nepoliniuose tirpikliuose (eteryje, etilacetate), spirite, blogai – vandenyje ir spirito-vandens mišiniuose; glikozidai gerai tirpsta vandenyje, blogai – nepoliniuose tirpikliuose.
Glikozidai pasiţymi optiniu aktyvumu, kuris nebūdingas aglikonams. Taip pat šie junginiai dalyvauja oksidacijos – redukcijos reakcijose. [31]
3.2.2.3 Flavonoidų panaudojimo medicinoje galimybės
Flavonoidai – polifenolinės kilmės junginiai, plačiai paplitę augaluose, o ţmogus juos pasisavina su augaliniu maistu. [35] Jie netoksiški gyvam organizmui. Veikia švelniai, gerai pasišalina iš organizmo, visiškai nepasiţymi kumuliatyvinėmis savybėmis. [31] Daugiausia flavonoidai ţinomi dėl savo antioksidacinių savybių, kurios priklauso nuo jų molekulinės struktūros. Šių polifenolinių junginių gausa augaluose suteikia jiems geltoną ar raudoną/mėlyną spalvą ţiedams bei apsaugo juos nuo mikrobų ir vabzdţių. Kadangi flavonoidai pasiţymi antimikrobiniu poveikiu augaluose, tai ir grynoms jų medţiagoms būdingas antimikrobinis poveikis. Dėl šių savybių flavonoidus kaupiantys augalai liaudies medicinoje vartojami kaip augaliniai antibiotikai. [45, 50] Taip pat šie junginiai pasiţymi antivirusiniu, antialerginiu, priešuţdegiminiu, antinavikiniu ir antispazminiu poveikiu.
Antivirusinis flavonoidų poveikis buvo demonstruojamas su ŢIV virusu, taip pat su HSV-1, Herpes simplex virusais. [32, 50]
Flavonoidai maţina kapiliarų laidumą, šalina iš organizmo radionuklidus, skatina cholesterolio išsiskyrimą iš organizmo. Dauguma (rutinas, kvercetinas, katechinai ir kt.) pasiţymi vitamino P aktyvumu. Taip pat tai kraujavimą stabdančios, šlapimo išsiskyrimą skatinančios veikliosios medţiagos. [35]
Šie polifenoliniai junginiai sudaro junginius su sunkiaisiais metalais. Vartojamas opaligių gydymui. Svarbus tulţies išsiskyrimą reguliuojantis poveikis gydant kepenų ir tulţies pūslės latakų ligas. Skatina tulţies išsiskyrimą. Vartojami gydant širdies ir kraujagyslių ligas. Skatina širdies veiklą – didina širdies susitraukimų amplitudę, normalizuoja ritmą. Stimuliuoja eritropoezę, didina leukocitų kiekį, maţina cholesterolio koncentraciją. Svarbus hipoazoteminis poveikis. [31]
Rutinas vartojamas chroninio venų nepakankamumo, dismenorėjos, kapiliarų trapumo, glaukomos, retinopatijos atvejais.
Kumarinas, kaip ir hidroksietilrutozidas vartojamas edemos metu. Iš rutino išskirtas hidroksietilrutozidas efektyvus hemorojaus gydymui.
Kvercetinas – aterosklerozės, kapiliarų trapumo, kataraktos, cukrinio diabeto, edemos, peptinių opų, retinopatijos gydymui.
Katechinas – hepatito gydymui; naringeninas – vėţinių susirgimų metu; hesperidinas – kapiliarų trapumo, menopauzės simptomų slopinimo atvejais. [44]
Taip pat flavonoidai naudojami maisto pramonėje, kosmetikoje, audinių daţymo technologijose. [31]
